Principios de la Navegación PBN

Capítulo 13

Principios de la Navegación PBN

• Sección 1: Introducción a PBN

• Sección 2: Los tres componentes de PBN

• Sección 3: Supervisión y alerta del rendimiento (Performance Monitoring and Alerting)

• Sección 4: Datos de navegación

• Sección 5: RNP Avanzado

• Sección 6: Apéndice 1: ARINC 424

• Sección 7: Apéndice 2: Referencias

Sección 1: Introducción a PBN

13.1.1 Historia de PBN

Las técnicas y especificaciones de navegación de área evolucionaron de forma regional, sin la guía de la OACI. Como consecuencia, términos como 'RNAV' y 'RNP' tenían significados ligeramente diferentes dependiendo de la región en la que te encontraras. Localmente, se introdujeron otros términos. Por ejemplo, Europa utilizaba (y sigue utilizando) términos como B-RNAV que, en otros lugares, se denomina RNAV 5.

Además, en los inicios de la navegación de área, había poca diferencia funcional entre RNAV y RNP. Este último término requería un nivel de rendimiento, pero no intentaba definir cómo se garantizaría este. La Navegación Basada en el Rendimiento (PBN) es la iniciativa de la OACI para estandarizar la terminología, las especificaciones y los significados. Introduce las especificaciones de navegación, las cuales son las especificaciones técnicas para cada tipo de ruta publicada. El problema es que a muchas aeronaves y operadores se les han otorgado aprobaciones de larga duración para operar basándose en especificaciones regionales anteriores y no estandarizadas. No es un asunto sencillo cambiar todo de la noche a la mañana.

Las rutas se trazan cartográficamente de ese modo y las aeronaves y operadores están debidamente calificados para volarlas. Bajo el concepto PBN de la OACI, una especificación de navegación con un valor de 10 debería llamarse correctamente RNAV 10.

En el futuro previsible, tendremos la confusa situación en la que una ruta diseñada bajo una especificación RNAV puede estar marcada en la carta como 'RNP'.

Bajo el concepto PBN, los significados muy específicos que ahora se dan a los términos 'RNAV' y 'RNP' es lo primero que necesitas comprender. Al hacerlo, debes ignorar en su mayoría las descripciones dadas en libros y documentos más antiguos que describen la navegación de área.

Para tus propósitos y, de ahora en adelante, en el espacio aéreo PBN:

RNP: significa una especificación de navegación que requiere supervisión y alerta del rendimiento a bordo (on-board performance monitoring and alerting).

• RNAV: significa una especificación de navegación que no requiere supervisión y alerta del rendimiento a bordo.

En términos sencillos, la "supervisión y alerta del rendimiento" significa que el sistema de navegación de la aeronave no solo es capaz de navegar con un determinado nivel de precisión, sino que también supervisa su rendimiento y te alerta (en un plazo de unos 6 a 15 segundos) si su rendimiento cae por debajo de lo requerido. El equipo con este nivel de capacidad y sofisticación se denomina Sistema RNP.

Sistema RNP: un sistema de navegación de área capaz de alcanzar el requisito de rendimiento de una especificación RNP.

Actualmente, el único medio para lograr la supervisión y alerta del rendimiento a bordo es utilizar el GNSS. Por lo tanto, el GNSS es obligatorio para las operaciones RNP, pero no necesariamente para las RNAV.

Las rutas RNP siempre requieren GNSS. Las rutas RNAV no requieren necesariamente GNSS. Los sistemas RNP son costosos y complejos, por lo que existen muchas aeronaves actualmente operativas que, aunque son perfectamente capaces de navegar con un alto grado de precisión, no disponen de este nivel adicional de supervisión de la integridad. En consecuencia, se dice que estas aeronaves están equipadas con un sistema RNAV.

Sería horriblemente costoso y perjudicial obligar a todos los operadores a reequipar sus aeronaves para pasar de sistemas RNAV a RNP, por lo que, cuando los requisitos del espacio aéreo no necesitan un sistema RNP, las especificaciones de navegación existentes e incluso las nuevas continuarán especificando RNAV en lugar de RNP.

Cuando las especificaciones RNAV y RNP coexisten en la misma porción de espacio aéreo, esto se conoce como un entorno de navegación mixto (mixed navigation environment).

Con el tiempo, las especificaciones RNAV se irán eliminando gradualmente a medida que aumente la proporción de aeronaves equipadas con sistemas RNP. Hasta que llegue ese momento, el PBN comprenderá tanto especificaciones RNAV como RNP.

Hay una última advertencia. No todo el espacio aéreo es espacio aéreo PBN. Grandes áreas del mundo aún no han adoptado la filosofía PBN. Por ejemplo, el Espacio Aéreo de Alto Nivel del Atlántico Norte (NAT HLA), que cubre la mayor parte del Atlántico Norte, aún no es espacio aéreo PBN, pero sí exige un determinado nivel mínimo de rendimiento de navegación (MNPS).

Ten cuidado de asegurarte de comprender exactamente cuáles son las reglas y especificaciones vigentes en tu área de operaciones prevista.

Componentes del Sistema CNS

1. Comunicación (C)

Permite el intercambio de datos y voz entre la aeronave y el control de tráfico aéreo (ATC), o entre compañías aéreas.

• Voz: Radios tradicionales en VHF (corto alcance/continental) y HF (largo alcance/oceánico).

- Datos (Data Link): Sistemas automáticos como CPDLC (comunicación piloto-controlador por texto) y ACARS, que reducen la congestion en las frecuencias de radio.

2. Navegación (N)

Proporciona a la tripulación información precisa sobre la posición de la aeronave para seguir la ruta planificada.

• Radioayudas terrestres: Sistemas tradicionales en transición como VOR, DME e ILS.

• Navegación Satelital y Autónoma: GNSS (GPS, Galileo) combinado con IRS/INS, que permiten la navegación RNAV y RNP (PBN) explicada en las imágenes anteriores.

3. Vigilancia (S)

Permite a los controladores de tránsito aéreo en tierra "ver" y rastrear la posición de todas las aeronaves en el espacio aéreo.

- Radar Primario (PSR) y Secundario (SSR): El radar tradicional que interroga al transpondedor (Modo S) del avión.

- ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast): La tecnología moderna donde el avión calcula su posición por GPS y la transmite automáticamente a tierra y a otros aviones cada segundo.

13.1.2 El Concepto PBN

A diferencia de la navegación convencional, PBN no depende de un sensor específico (sensor-specific).

Los sistemas de navegación anteriores especificaban el tipo de equipo que debía utilizarse en cada circunstancia. Por ejemplo, un procedimiento tradicional de aproximación VOR ILS dicta que debes utilizar el equipo VOR e ILS designado para realizar la aproximación. Los diseñadores de procedimientos conocían las limitaciones de rendimiento de los elementos aéreos y terrestres del equipo y diseñaban la aproximación en consecuencia, con suficientes márgenes de seguridad para hacer frente a las limitaciones conocidas del equipo.

La navegación basada en el rendimiento es más simple y flexible. Con el PBN, puede que no importe qué equipo utilices, siempre que tu aeronave y tripulación sean capaces de alcanzar de manera confiable el nivel de rendimiento requerido para cumplir con la especificación de navegación. Las especificaciones PBN todavía se basan en suposiciones sobre la infraestructura de radioayudas (navaids) disponible, pero son menos prescriptivas sobre el equipo que se debe utilizar. Esta filosofía aporta una serie de ventajas:

- Las rutas y procedimientos de estilo antiguo, específicos de un sensor, dependen totalmente de la ubicación precisa y el mantenimiento de las ayudas terrestres. Por ejemplo, si fuera necesario reubicar una estación terrestre VOR, esto afectaría a muchas rutas y procedimientos, todos los cuales tendrían que cambiarse y revalidarse. Bajo el PBN, las rutas y procedimientos no dependen de un solo equipo de tierra.

- Los procedimientos y las rutas ya no tienen que volver a desarrollarse cada vez que se introduce un equipo de navegación de aeronaves nuevo y más capaz.

- El aumento de la flexibilidad permite estructuras de rutas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente. Por ejemplo, es más fácil trazar una aproximación inicial alrededor de un área edificada (urbana).

- PBN define un conjunto relativamente pequeño de especificaciones de navegación, lo que hace que la gestión de la navegación sea mucho más sencilla.

Los requisitos de rendimiento se expresan en las especificaciones de navegación (especificación RNAV, especificación RNP) en términos de precisión, integridad, continuidad, disponibilidad y funcionalidad necesarias para la operación propuesta en el contexto de un concepto de espacio aéreo particular.

Estos pueden describirse como:

- Precisión (Accuracy): Qué tan bien se ajusta una posición o tiempo medido o estimado a su valor real.

- Integridad (Integrity): La medida de la confianza que se puede depositar en la corrección de la información suministrada por el sistema. Esto requiere la capacidad de proporcionar alertas oportunas y válidas al usuario.

• Continuidad (Continuity): La confianza de que el sistema puede realizar sus funciones sin interrupciones no programadas durante la operación prevista.

- Disponibilidad (Availability): La relación entre el porcentaje de tiempo que un sistema funciona correctamente y el tiempo total de ese período.

- Funcionalidad (Functionality): La cualidad de ser práctico y adecuado para el propósito para el cual se diseñó un sistema o proceso.

13.1.3 RNAV y RNP

Navegación de Área (RNAV)

La RNAV se clasifica según el nivel de precisión que debe alcanzarse durante el 95% del tiempo de vuelo.

• RNAV 5: Significa que la posición lateral de la aeronave debe ser precisa dentro de las 5 NM de su posición prevista durante el 95% del tiempo de vuelo.

• RNAV 1: Significa que la posición lateral de la aeronave debe ser precisa dentro de 1 NM de su posición prevista durante el 95% del tiempo de vuelo.

Rendimiento de Navegación Requerido (RNP)

La diferencia clave entre una especificación RNAV y una RNP es que la especificación RNP requiere supervisión y alerta del rendimiento de navegación a bordo.

- Supervisión (Monitoring): Garantizar que los sistemas de la aeronave, la tripulación de vuelo o una combinación de ambos sean capaces de supervisar el error del sistema de navegación (NSE - Navigation System Error) y el error técnico de vuelo (FTE - Flight Technical Error).

• Alerta (Alerting): Proporcionar una alerta si la precisión de la navegación cae por debajo de la especificación requerida.

Si el rendimiento de navegación requerido no está detallado en una especificación de navegación, entonces la especificación es simplemente para RNAV.

Por ejemplo, las rutas muy próximas entre sí en áreas de alta densidad de tráfico tienen un mayor riesgo de eventos de separación inseguros que las áreas de baja densidad. En este caso, la especificación será para RNP en lugar de RNAV.

Al igual que la RNAV, el RNP dicta el nivel de rendimiento requerido para un procedimiento específico o dentro de un bloque de espacio aéreo definido. RNP 10 significa que un sistema de navegación debe ser capaz de verificar su posición dentro de un círculo con un radio de 10 NM. RNP 1 significa que el sistema de navegación de la aeronave debe ser capaz de verificar su posición dentro de un círculo con un radio de 1 NM.

13.1.4 Parámetros de Guiado

Durante un procedimiento RNAV o RNP, la aeronave debe mantener una trayectoria definida sobre el terreno y, para ciertos procedimientos de aproximación, una trayectoria vertical definida en el espacio. El guiado puede ser:

- Guiado Lineal (Linear Guidance): Proporcionado para reducir el error de trayectoria cruzada (cross-track error) o el error a lo largo de la trayectoria (along-track error).

- Guiado Angular (Angular Guidance): Proporcionado para reducir el ángulo de error entre la trayectoria requerida y la real.

Guiado Lineal

In las fases de vuelo oceánica/remota, en ruta y terminal, el PBN se limita a operaciones con requisitos de rendimiento lateral lineal y restricciones de tiempo.

En el guiado lineal, la desviación de una aeronave a la izquierda o derecha de la trayectoria requerida (o a lo largo de ella) se muestra como una distancia entre la posición actual de la aeronave y su posición requerida. Esto se conoce como error de trayectoria cruzada (cross-track error) y error a lo largo de la trayectoria (along-track error), respectivamente. La mayoría de las especificaciones PBN requieren únicamente guiado lineal. Estas incluyen la navegación:

• En ruta sobre áreas oceánicas y remotas.

• En ruta en espacio aéreo continental.

• En áreas terminales.

No existe el requisito de volar hacia un punto determinado en el espacio con un ángulo de interceptación (angle of closure) específico; solo volar sobre una trayectoria especificada, o paralela a ella, con un grado de precisión determinado.

El guiado lineal se utiliza a menudo para volar una trayectoria de vuelo desplazada (offset), en la que la aeronave mantiene una distancia fija a la derecha o izquierda de la trayectoria definida. Cuando se vuelo una trayectoria de vuelo desplazada a una distancia fija hacia una fijación de posición (position fix), definida por un punto de recorrido (waypoint) o una ayuda a la navegación, la desviación angular de la trayectoria de vuelo aumenta a medida que disminuye la distancia a la fijación.

Distancia Vertical Entre Aviones

La distancia vertical mínima obligatoria entre aviones en vuelo depende principalmente de la altitud a la que se encuentren. Esta separación está regulada internacionalmente para garantizar la seguridad aérea y evitar colisiones.

Se divide en dos estándares principales según el nivel de vuelo:

1. Separación Vertical Estándar (Por debajo de 29,000 pies)

• Distancia mínima: 1,000 pies (aproximadamente 300 metros).

Se aplica desde el suelo hasta el nivel de vuelo FL290 (29,000 pies de altitud de presión).

2. Espacio Aéreo RVSM (Entre 29,000 y 41,000 pies)

• Distancia mínima: 1,000 pies (aproximadamente 300 metros).

• ¿Qué es RVSM?: Significa Reduced Vertical Separation Minimum (Mínimo Reducido de Separación Vertical).

Regla: Antes de la implementación de RVSM, la separación por encima de 29,000 pies se duplicaba obligatoriamente a 2,000 pies debido a que los altímetros barométricos pierden precisión a gran altitud. Hoy en día, si la aeronave cuenta con sistemas de aviónica modernos y certificados (que calculan el error altimétrico de forma muy precisa), se permite mantener los 1,000 pies de separación, duplicando la capacidad de las aerovías más congestionadas.

3. Separación por encima de 41,000 pies (FL410)

• Distancia mínima: 2,000 pies (aproximadamente 600 metros).

• A partir de esta altitud, el aire es tan delgado y la precisión barométrica disminuye tanto que la norma internacional vuelve a exigir el doble de separación vertical para todas las aeronaves.

La Regla Semicircular (Cruceros de Vuelo)

Para evitar que dos aviones se encuentren de frente a la misma altitud, el espacio aéreo se organiza mediante rumbos magnéticos:

- Aviones volando hacia el ESTE (Rumbos de 000° a 179°): Vuelan a niveles de vuelo IMPARES (ej. FL330, FL350, FL370).

- Aviones volando hacia el OESTE (Rumbos de 180° a 359°): Vuelan a niveles de vuelo PARES (ej. FL340, FL360, FL380).

De esta manera, dos aviones en rutas opuestas cruzándose en el mismo punto siempre mantendrán, como mínimo, 1,000 pies de separación vertical entre sí.

1. Slot Aeroportuario (Comercial / Coordinación)

Es el derecho que otorga un aeropuerto saturado (denominados Aeropuertos de Nivel 3 o coordinados) para operar en una franja horaria determinada.

• Gestión: Se asignan dos veces al año mediante conferencias de la IATA.

• Regla del "Usalo o Piérdelo" (80/20): Las aerolíneas deben utilizar al menos el 80% de sus slots asignados históricamente. Si caen por debajo de ese porcentaje, pierden el derecho sobre esa franja horaria para la siguiente temporada.

• Valor comercial: En aeropuertos extremadamente congestionados (como Londres-Heathrow o Nueva York-JFK), estos s/ots son activos financieros muy valiosos y se pueden comprar, vender o arrendar entre aerolíneas por millones de dólares.

2. Slot de Control de Tráfico Aéreo (ATC / CTOT)

Es una restricción temporal impuesta el mismo día del vuelo por los centros de control de flujo de tráfico aéreo (como Eurocontrol en Europa) debido a congestion en el espacio aéreo, mal clima o huelgas.

• CTOT (Calculated Take-Off Time): Es la hora exacta calculada de despegue.

- Ventana de tolerancia: El piloto dispone de un margen estricto de 5 minutos antes y 10 minutos después de la hora del s/ot para irse al aire. Si no despega en esa ventana, pierde el s/ot y debe solicitar uno nuevo al final de la cola, provocando demoras considerables.

Guiado Angular (Angular Guidance)

El guiado angular se especifica para algunos (pero no todos) los tipos de aproximación. Con el guiado angular, los errores de guiado se muestran en función del ángulo de desviación respecto a la trayectoria deseada. En pocas palabras, el indicador de desviación se vuelve más sensible a medida que te acercas a la pista.

La trayectoria de aproximación final se codifica en el bloque de datos del segmento de aproximación final (FAS DB - Final Approach Segment Data Block). El FAS DB está predefinido en la base de datos de navegación o bien en transmitido por una estación terrestre GLS. Los métodos de guiado angular y lineal se utilizan tanto en el plano horizontal como en el vertical. En las fases de aproximación del vuelo, el PBN admite operaciones con guiado tanto lineal como angular lateral.

(Texto dentro de los diagramas)

• Guiado Angular - LP: Ángulo constante - desplazamiento (offset) decreciente.

• Guiado Lineal - LNAV: Ángulo creciente - desplazamiento (offset) constante.

• Guiado Lineal - Ruta RNAV

(Texto de abajo)

Figure 13.1 summary: Esta imagen consiste en un diagrama esquemático que ilustra diferentes conceptos de navegación aérea. El contenido muestra tres escenarios de guiado en el plano horizontal: el guiado angular asociado a LP, el guiado lineal asociado a LNAV y el guiado lineal aplicado a una ruta RNAV, representando la trayectoria de aeronaves respecto a un punto de referencia o pista. Se puede inferir que el guiado angular mantiene un ángulo constante mientras la distancia lateral al eje disminuye a medida que el avión avanza, mientras que el guiado lineal mantiene un desplazamiento lateral constante aunque el ángulo respecto al punto de origen aumente. Finalmente, se concluye que el guiado en rutas RNAV permite un seguimiento preciso y centrado sobre una trayectoria lineal definida.

13.1.5 Alcance del PBN (Scope of PBN)

Fase de Vuelo

PBN cubre todas las fases del vuelo y algunos tipos de procedimientos de aproximación instrumental. Los procedimientos de aproximación que están incluidos quedan cubiertos por las especificaciones RNP APCH y RNP AR APCH. Estas se describen detalladamente más adelante en este capítulo.

PBN no cubre las aproximaciones que utilizan:

• Sistema de Aterrizaje por Instrumentos (ILS)

• Sistema de Aterrizaje por Microondas (MLS)

• Sistemas de Aterrizaje GBAS (GLS)

Del mismo modo, no existen especificaciones relativas al guiado vertical en ruta (en-route).

Algunas especificaciones de navegación pueden incluir un requisito de navegación vertical, pero no existe una especificación RNP asociada.

Implementación Global

La OACI está impulsando con fuerza el concepto PBN, y la mayoría de los Estados miembros coinciden en que deberían hacer la transición al concepto PBN para, al menos, todas las fases de vuelo en ruta dentro de su espacio aéreo.

Es probable que las zonas menos desarrolladas adopten rápidamente algunos elementos del PBN. Para un país de bajos recursos, puede ser preferible desarrollar aproximaciones basadas en GNSS en lugar de instalar una costosa instalación ILS.

No obstante, en el futuro previsible, el PBN y el espacio aéreo RNAV más antiguo coexistirán.

Los Tres Componentes de PBN

13.2.1 El Concepto de Espacio Aéreo (The Airspace Concept)

Situado en el nivel más alto, por encima de todo lo demás, se encuentra el concepto de espacio aéreo. Un concepto de espacio aéreo es desarrollado por cada Estado o, en el caso de Europa, de forma colectiva por la Unión Europea.

El concepto de espacio aéreo describe el marco operativo previsto dentro de un área particular. Cada Estado establece sus propios requisitos, dictando cómo se van a operar y gestionar las diferentes categorías de espacio aéreo dentro de su territorio. Esta ilustración muestra cómo se aplica el concepto de espacio aéreo en partes del hemisferio occidental norte.

(Texto dentro del mapa)

• Canada Continental En-route: RNP 2

• USA Continental En-route: RNAV 2

• RNAV 1 (Cerca de JFK)

JFK Terminal Area

• Oceanic/Remote: RNAV 10 / RNP 4

• LHR RNAV Approach: 27L 27R / 09L 09R / RNP APCH

• Europe Continental En-route: B-RNAV

P-RNAV (for terminal areas) (Cerca de LHR, CDG, BER)

Los valores RNAV y/o RNP se asignan para cada categoría general de espacio aéreo.

Europa ha adoptado el PBN como parte de su estrategia de espacio aéreo. Es solo un factor utilizado para determinar el espaciamiento mínimo de las rutas al diseñar los sistemas de espacio aéreo. El concepto completo tiene en cuenta los sistemas de comunicaciones, los sistemas de vigilancia, los sistemas de navegación y los elementos de gestión del tránsito aéreo (CNS/ATM). El concepto de espacio aéreo europeo tiene varios objetivos generales que incluyen:

• Una red paralela de rutas ATS basada en B-RNAV en todo el continente.

- Rutas de enlace B-RNAV que conectan con rutas P-RNAV o SIDs y STARs en los límites de la TMA.

• Un sistema de rutas organizadas (organised track system) a través del Atlántico Norte.

- RVSM entre FL290 y FL410.

• El uso de CPDLC para complementar la comunicación por voz.

- El uso de ADS para complementar los medios tradicionales de vigilancia basados en el radar primario y el SSR.

Figure 13.2 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático sobre un mapa geográfico. El contenido detalla los diferentes conceptos y estándares de navegación aérea aplicados en diversas regiones del hemisferio occidental norte, especificando los requerimientos de navegación para áreas continentales, zonas oceánicas o remotas y áreas terminales en Norteamérica y Europa. Se puede inferir que los requisitos de precisión de navegación varían significativamente según la ubicación geográfica y el tipo de espacio aéreo, siendo más estrictos en las áreas terminales cercanas a los aeropuertos y más flexibles en las rutas oceánicas o remotas.

13.2.2 Los Tres Componentes de PBN

Dentro de la parte de navegación (NAV) del concepto de espacio aéreo, se encuentran los tres componentes de PBN:

• Aplicaciones de navegación (Navigation applications).

• Especificaciones de navegación (Navigation specifications).

• La infraestructura de radioayudas (The navaid infrastructure).

Las especificaciones de navegación y la infraestructura de radioayudas sustentan cada aplicación de navegación.

(Texto dentro del diagrama circular)

• Airspace Concept (Concepto de Espacio Aéreo)

• COMM (Comunicaciones) / NAV (Navegación) / SUR (Vigilancia)

• Navigation Application (Aplicación de Navegación)

• Navigation Specification (Especificación de Navegación)

• NAVAID Infrastructure (Infraestructura de Radioayudas)

(Texto de abajo)

Figure 13.3 summary: Esta figura es un diagrama jerárquico. El contenido describe la estructura del Concepto de Espacio Aéreo, destacando los componentes de comunicación, navegación y vigilancia, con un enfoque detallado en el área de navegación. Se observa que la aplicación de navegación se desglosa en dos elementos fundamentales: la especificación de navegación y la infraestructura de ayudas a la navegación. Se puede inferir que el sistema de navegación es un pilar central del concepto de espacio aéreo y que su operatividad depende tanto de la definición técnica de las rutas como del soporte físico de las instalaciones terrestres.

Figura 13.3 Componentes PBN.

Observa en la ilustración que PBN es solo un componente de la estructura más amplia CNS/ATM, la cual describimos anteriormente. ¿Qué significa esto en la práctica? Esta imagen muestra cómo se aplica un concepto de espacio aéreo en situaciones del mundo real.

(Texto dentro del diagrama del Concepto de Espacio Aéreo Europeo)

European Airspace Concept (Concepto de Espacio Aéreo Europeo)

• C (Comunicaciones): CPDLC, R/T (Radiotelefónia)

• N (Navegación)

• S (Vigilancia): Radar Primario, SSR, ADS-B

• Navigation Application (Aplicación de Navegación): Una ruta RNAV ATS continental.

• NAVAID Infrastructure (Infraestructura de Radioayudas): VOR y GNSS.

• Navigation Specification (Especificación de Navegación): El designador "L" indica una ruta RNAV (RNAV 5 según la AIP).

(Texto de abajo)

Figura 13.4 Un ejemplo de solo una de las miles de Aplicaciones de Navegación (en este caso, una Ruta RNAV) dentro del espacio aéreo europeo.

Figure 13.4 summary: Esta figura es un diagrama conceptual. El contenido ilustra el Concepto del Espacio Aéreo Europeo, detallando la interacción entre las capacidades de comunicación, navegación y vigilancia, así como la aplicación de una ruta de navegación aérea continental. Se puede inferir que el sistema integra diversas tecnologías de comunicación y radar para soportar una infraestructura de navegación basada en especificaciones precisas, donde el uso de ayudas terrestres y satelitales permite la definición de rutas estandarizadas para la gestión del tráfico aéreo.

La Aplicación de Navegación (The Navigation Application)

El término "aplicación de navegación" simplemente significa la implementación práctica de las especificaciones, sustentada por la infraestructura de radioayudas.

Las rutas RNAV y RNP publicadas en las AIP y en las cartas aeronáuticas son ejemplos de aplicaciones de navegación.

La Infraestructura de Radioayudas (The Navaid Infrastructure)

La infraestructura de radioayudas comprende las ayudas a la navegación espaciales o terrestres requeridas para ejecutar operaciones PBN. Los NDB no son una ayuda terrestre aceptable para PBN.

La Especificación de Navegación (The Navigation Specification)

Las especificaciones de navegación han sido redactadas por la OACI para su uso por los Estados miembros. Los Estados que deseen construir una nueva ruta o procedimiento de aproximación deben analizar el propósito previsto de la aplicación, revisar su infraestructura de radioayudas disponible y luego elegir la especificación de navegación más apropiada de entre las especificaciones predefinidas creadas por la OACI.

Estas especificaciones se enumeran detalladamente en el Volumen 1 del Manual PBN de la OACI.

(Texto dentro del diagrama de flujo)

• Navigation Specifications (Especificaciones de Navegación)

- RNP Specifications: Requirement for on-board performance monitoring and alerting (Especificaciones RNP: Requisito de supervisión y alerta del rendimiento a bordo).

• RNAV Specifications: No requirement for on-board performance monitoring and alerting (Especificaciones RNAV: Sin requisito de supervisión y alerta del rendimiento a bordo).

• Recuadros RNP (de izquierda a derecha):

- Designation RNP 4, RNP 2: Oceanicas y remotas / Aplicaciones de navegación continental.

- Designation RNP 2, RNP 1, Advanced RNP, RNP APCH, RNP AR APCH, RNP 0.3: Para varias fases del vuelo.

- Designation RNP con requisitos adicionales por determinar (por ejemplo, 3D, 4D, etc.).

• Recuadros RNAV (de izquierda a derecha):

- Designation RNAV 10: Oceánicas y remotas / Aplicaciones de navegación continental.

- Designation RNAV 5, RNAV 2, RNAV 1: Aplicaciones de navegación en ruta y terminal.

Figura 13.5 Las Especificaciones de Navegación - Manual PBN de la OACI.

Figure 13.5 summary: Esta figura es un diagrama jerárquico o mapa conceptual. El contenido detalla las especificaciones de navegación, dividiéndolas en dos categorías principales: especificaciones RNP y especificaciones RNAV. Las especificaciones RNP requieren monitoreo y alerta de rendimiento a bordo, mientras que las RNAV no tienen dicho requerimiento. Se desglosan diversas designaciones para cada categoría, asociándolas con aplicaciones específicas como la navegación oceánica, remota, continental, en ruta, terminal o diversas fases del vuelo. Se infiere que el sistema de navegación se clasifica según la capacidad de supervisión del equipo a bordo y que existen niveles de precisión diferenciados según el entorno operativo y la fase del vuelo, siendo las especificaciones RNP más estrictas en términos de monitoreo que las RNAV.

Existen especificaciones para todas las fases del vuelo y para sistemas RNAV y RNP. Según la OACI, deben aplicarse de la siguiente manera:

Procedimientos RNAV (Variedad de Radioayudas Utilizadas)

• RNAV 10: Utilizada para tramos en ruta (en-route legs) en áreas oceánicas y remotas. No requiere infraestructura de radioayudas terrestres.

• RNAV 5: Utilizada en las fases de vuelo en ruta y de llegada. Navegación dentro de la cobertura de radioayudas referenciadas a estaciones (espaciales o terrestres).

• RNAV 2: Puede utilizarse en las fases de vuelo continental en ruta, llegada y salida.

• RNAV 1: Utilizada en las fases de vuelo de llegada y salida. Incluye SIDs y STARs y procedimientos de aproximación hasta la fijación de aproximación final (final approach fix).

Procedimientos RNP (El GNSS es el Sensor Principal)

• RNP 4: Utilizada en operaciones en áreas remotas y oceánicas. No requiere radioayudas terrestres.

• RNP 2: Utilizada en las fases de vuelo en ruta y oceánicas/remotas, particularmente en áreas donde la infraestructura de radioayudas es escasa. RNP 2 no debe utilizarse en áreas con interferencia conocida de GNSS.

- RNP 1: Utilizada en las fases de vuelo de llegada y salida, para conectar la estructura en ruta con el espacio aéreo terminal con nula o limitada vigilancia ATS y tráfico de densidad baja a media. Se utiliza donde hay una infraestructura DME/DME insuficiente.

- RNP APCH: Utilizada durante la fase de aproximación del vuelo, para aproximaciones instrumentales que utilizan un segmento de aproximación final rectilíneo (straight-in).

- RNP AR APCH: Utilizada durante la fase de aproximación del vuelo, para aproximaciones instrumentales que utilizan un segmento de trayectoria curva en el segmento de aproximación final. Se requiere una autorización especial (special authorisation) para volar dichas aproximaciones.

- RNP 0.3: Utilizada en todas las fases del vuelo excepto para áreas oceánicas/remotas y aproximación final, principalmente para helicópteros. También se utiliza en aviones para operaciones a baja altitud o en áreas terminales en regiones montañosas.

RNAV 1, RNP 1 y RNP 0.3 también pueden utilizarse en fases en ruta de vuelos IFR en helicóptero.

13.2.3 Requisitos Especificos de las Especificaciones de Navegación

RNAV 10 y RNP 10 a menudo se confunden como resultado de una excepción en la convención de nomenclatura de la OACI, y esta es una inconsistencia reconocida. Las aeronaves que cumplen con una especificación RNP 10 no requieren supervisión y alerta a bordo, y cumplen con RNAV 10. La especificación de la OACI es ahora RNAV 10 y es el término utilizado en este capítulo.

RNAV 10 requiere que las aeronaves que operen en áreas oceánicas y remotas estén equipadas con al menos dos sistemas independientes y operativos de navegación de largo alcance (LRNS), los cuales comprendan ya sea un sistema de navegación inercial (INS), o un sistema de referencia inercial (IRS) con gestión de vuelo (FMS), o receptores GNSS.

Cualquier aeronave que esté aprobada para utilizar el GNSS como medio principal de navegación para operaciones oceánicas y remotas, o que utilice sistemas multi-sensor con capacidad FDE del GNSS, o un único sistema INS/IRS con capacidad FDE del GNSS, se considera que cumple con los requisitos de RNAV 10 sin limitaciones de tiempo.

Se requiere un equipo GNSS doble aprobado y se debe utilizar un programa aprobado de predicción de disponibilidad FDE del GNSS. El tiempo máximo permitido durante el cual se prevé que la capacidad FDE no estará disponible es de 34 minutos para cualquier ocasión. Este tiempo máximo de interrupción debe incluirse como una condición de la aprobación RNAV 10.

Las aeronaves equipadas con sistemas dobles INS o IRS aprobados también se consideran aptas para cumplir con los requisitos de RNAV 10, pero solo hasta por 6.2 horas de tiempo de vuelo. El cronometraje comienza desde el momento en que los sistemas se ponen en modo de navegación o en el último punto en el que se actualizan los sistemas.

Los operadores pueden extender su tiempo de capacidad de navegación RNAV 10 mediante la actualización de la posición de la aeronave.

Si los sistemas se actualizan en ruta, el operador debe demostrar el efecto que tiene la precisión de la actualización sobre el límite de tiempo.

RNAV 5

La AIP del Estado debe indicar claramente cuándo una aplicación de navegación es RNAV 5 y publicar los requisitos de equipamiento para el espacio aéreo específico o las rutas identificadas. La infraestructura de radioayudas disponible debe estar claramente designada en todas las cartas pertinentes. Las cartas en ruta deben permitir la comprobación de errores graves (gross error checking) mediante la publicación de datos de fijación (fix data) para puntos de recorrido (waypoints) seleccionados en rutas RNAV 5.

Los datos de navegación publicados en la AIP del Estado para las rutas y las radioayudas de apoyo deben basarse en las coordenadas WGS-84.

Una base de datos de navegación no es esencial para RNAV 5, pero la falta de una base de datos significa que se tienen que introducir los puntos de recorrido manualmente. Aunque es aceptable, esto añade carga de trabajo y aumenta significativamente la posibilidad de que ocurran errores en los puntos de recorrido.

RNAV/RNP 2 y 1

Usted no debe volar ninguna salida instrumental estándar (SID) o llegada instrumental estándar (STAR) bajo la norma RNAV 1/2 o RNP 1/2 a menos que:

• Se pueda recuperar por su nombre desde una base de datos de navegación a bordo.

• Cumpla con la ruta cartografiada.

Puede modificar la ruta en respuesta a una autorización ATC mediante:

- La inserción de puntos de recorrido extraídos únicamente de la base de datos de navegación.

• La eliminación de puntos de recorrido.

No se le permite crear manualmente nuevos puntos de recorrido bajo ningún concepto. Solo puede utilizar los puntos de recorrido almacenados en una base de datos de navegación.

13.2.4 Requisitos Especificos Diferentes según el Estado

Una especificación de navegación que por lo demás es idéntica puede requerir sensores diferentes en distintos Estados. Considera, por ejemplo, una trayectoria en ruta continental RNAV 5 que cruza de un Estado a otro.

El primer Estado puede especificar en su especificación de navegación RNAV 5 que las aeronaves deben navegar utilizando GNSS, debido a que el Estado no dispone de radioayudas terrestres adecuadas para hacer otra cosa. El siguiente Estado puede, por sus propias razones de política interna, especificar en su especificación de navegación RNAV 5 que se deben utilizar DME/DME e IRS.

Para volar esta ruta en particular a través de los dos Estados:

- La aeronave debe estar equipada con GPS (para el primer Estado) además de DME/DME e IRS (para el segundo Estado).

• La tripulación debe estar calificada para cumplir con ambas especificaciones.

Esto plantea un punto importante. El hecho de que tu aeronave y tripulación cumplan con el estándar RNAV 5 para un Estado no significa necesariamente que lo cumplan para otro. O quizás, en términos más prácticos, tu MEL (Minimum Equipment List - Lista de Equipamiento Mínimo) para esta ruta tendría que tener en cuenta los diferentes requisitos de equipamiento en cada Estado.

13.2.5 Cómo se Utilizan las Aplicaciones de Navegación

La aplicación de navegación tiene un número designador que se vincula con su especificación de navegación. Por ejemplo, las rutas ATS regionales RNAV se identifican mediante los prefijos L, M, N o P. Las rutas RNAV locales se identifican mediante los prefijos Q, T, Z o Y.

En este ejemplo, la ruta ATS tiene dos prefijos. La 'K' nos indica que esta ruta es para helicópteros y la 'Y' nos indica que es una ruta RNAV. '635' y '630' son los números de identificación de las rutas.

(Texto dentro de la tabla de fases de vuelo)

• En-Route (En Ruta): Application: RNAV KY635 / RNAV KY630 | Specification: RNAV 5

• Terminal: Application: STAR | Specification: RNP 1

• Approach (Aproximación): Application: RNP Y RWY 21 | Specification: RNP APCH

Figura 13.6 Aplicaciones y especificaciones de navegación relacionadas con la fase de vuelo. Las aplicaciones de navegación, tales como rutas ATS, SIDs, STARs y aproximaciones, se detallan en la AIP de cada Estado. Los proveedores externos, como Jeppesen, utilizan la información de la AIP para construir sus propias cartas y fichas de aproximación. Como muestra esta figura, las diferentes aplicaciones de navegación utilizan distintas especificaciones según la fase de vuelo que cubran.

Figure 13.6 summary: Esta figura es un diagrama de navegación aérea que incluye una tabla de especificaciones técnicas. El contenido muestra la trayectoria de vuelo desde una fase de ruta hacia un aeropuerto, detallando los puntos de navegación, las rutas aéreas y las transiciones entre las fases de vuelo en ruta, terminal y aproximación. Se infiere que el vuelo requiere una precisión de navegación creciente a medida que se acerca al destino, pasando de especificaciones más generales en la fase de ruta a requisitos mucho más estrictos y precisos durante la fase de aproximación final hacia el aeropuerto.

Sección 3: Supervisión y Alerta del Rendimiento (Performance Monitoring and Alerting)

13.3.1 Requisitos de Rendimiento del Sistema La supervisión y la alerta del rendimiento son componentes clave de una especificación PBN RNP. De hecho, son la capacidad que determina si un sistema de navegación cumple con el nivel necesario de seguridad asociado con una especificación de navegación RNP. Los principios clave que sustentan el concepto PBN son:

• Precisión (Accuracy): El grado de conformidad de la posición real con la posición requerida.

• Integridad (Integrity): Una medida de la confianza que se puede depositar en la corrección de la información suministrada por el sistema. Un sistema que proporciona alertas oportunas y válidas al usuario.

• Continuidad (Continuity): La capacidad del sistema para realizar su función sin interrupciones no programadas durante la operación prevista.

- Disponibilidad (Availability): El porcentaje de tiempo (anual) durante el cual el sistema está disponible para su uso.

Los sistemas RNAV y RNP son necesarios para optimizar la utilización del espacio aéreo disponible. Debe haber un sistema instalado que permita a los controladores ATC y a la tripulación evaluar las capacidades del sistema RNAV o RNP de la aeronave, para determinar si el sistema cumple con los requisitos del espacio aéreo a través del cual la aeronave planea volar. Además, la tripulación debe disponer de un medio para evaluar fácilmente si su sistema RNP está alcanzando el nivel requerido de precisión e integridad.

El nivel de confianza requerido para la integridad del sistema es de 10 superscript 5 . Esto requiere efectivamente que el sistema tenga una probabilidad de 0.9999 de que el rendimiento de navegación requerido se pueda alcanzar durante el 95% del tiempo de vuelo.

13.3.2 Errores

Error Total del Sistema (TSE - Total System Error)

La precisión de la navegación depende del error total del sistema (TSE), el cual se define como la diferencia entre la trayectoria de vuelo real de una aeronave y la trayectoria de vuelo requerida por la aplicación de navegación.

Existen tres componentes del TSE:

• Error de definición de la trayectoria (PDE - Path Definition Error)

• Error técnico de vuelo (FTE - Flight Technical Error)

• Error del sistema de navegación (NSE - Navigation System Error) (Texto dentro del diagrama)

• Total System Error (TSE): Error Total del Sistema.

• Required Position: Posición Requerida.

• True Position: Posición Real

• Path Definition Error (PDE): Error de Definición de la Trayectoria.

• Navigation System Error (NSE): Error del Sistema de Navegación.

• Flight Technical Error (FTE): Error Técnico de Vuelo.

(Texto de abajo)

Figura 13.7 El error total del sistema tiene tres componentes. Para fines prácticos, se asume que el PDE es cero.

Figure 13.7 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido ilustra la composición del Error Total del Sistema, desglosándolo en tres componentes principales: el Error de Definición de la Trayectoria, el Error del Sistema de Navegación y el Error Técnico de Vuelo. Se puede inferir que el error total es la suma acumulativa de estas diversas fuentes de imprecisión, donde el error técnico de vuelo representa la desviación más significativa en comparación con los errores de definición y navegación.

Para todos los fines prácticos, se asume que el error de definición de la trayectoria es cero.

En la práctica, el TSE es la suma del FTE y el NSE.

Error de Definición de la Trayectoria (PDE - Path Definition Error)

El PDE ocurre cuando la trayectoria definida en el sistema RNAV no se corresponde con la trayectoria deseada, es decir, la trayectoria que se espera volar sobre el terreno.

En términos sencillos, esto significa que las trayectorias "computarizadas" en la base de datos de navegación (NAV DB) no se corresponden exactamente con la trayectoria requerida (tal como se publica en la AIP y en las cartas).

Cuando se utiliza un sistema RNAV o RNP, se asume que la trayectoria definida en la NAV DB representa con precisión la trayectoria requerida. Sin embargo, existe la posibilidad, por pequeña que sea, de que ocurran errores en la forma en que el procedimiento o la ruta publicada se codifican en la base de datos electrónica. Esto podría ser el resultado de errores en la lectura de mapas, el suministro de coordenadas incorrectas al programador o una transcripción incorrecta de las coordenadas de cartografía al lenguaje de programación.

Afortunadamente, estos casos son raros. Cuando ocurren, se asume que son insignificantes; por lo tanto, el valor del PDE en el cálculo del TSE es cero.

Error del Sistema de Navegación (NSE - Navigation System Error)

El FMS emite comandos de guiado a la tripulación y al piloto automático basándose en la comparación entre el lugar donde cree que se encuentra y el lugar donde sabe que debería estar. El NSE se refiere a la diferencia entre la posición estimada de la aeronave y su posición real.

Si la aeronave no se encuentra exactamente donde cree estar, el FMS emitirá comandos de guiado ligeramente erróneos.

Error Técnico de Vuelo (FTE - Flight Technical Error)

Un guiado perfecto del sistema de navegación puede dar como resultado la ausencia de NSE. Sin embargo, las limitaciones de la tripulación y del piloto automático, e incluso el comportamiento de la aeronave, pueden dar lugar al Error Técnico de Vuelo (FTE), y es posible que la aeronave no se encuentre precisamente donde se pretendía.

El FTE es el error al seguir la trayectoria prescrita, ya sea por parte del sistema de navegación automática (auto-flight system) o del piloto.

La magnitud del FTE depende de la capacidad de la tripulación de vuelo o del piloto automático para pilotar la aeronave con la precisión suficiente como para seguir la trayectoria o ruta prevista. La supervisión y alerta del rendimiento del FTE se gestionan mediante sistemas a bordo o procedimientos de la tripulación de vuelo.

El FTE puede ser supervisado por el FMS (piloto automático) y también por la tripulación, utilizando las barras de desviación del CDI/HSI y la representación del mapa en la ND (Pantalla de Navegación). La eficacia de cualquier procedimiento de supervisión depende de la medida en que deba complementarse por otros medios, por ejemplo, según la fase del vuelo y el tipo de operaciones.

Cálculo y Gestión del TSE

La suma geométrica del PDE, FTE y NSE es igual al TSE.

El TSE debe gestionarse en vuelo para garantir que nunca exceda el límite máximo permitido. El TSE se gestiona mediante una combinación de buenos procesos operativos, equipamiento técnico y procedimientos de la tripulación de vuelo. Este diagrama explica cómo:

• Total System Error (TSE): Error Total del Sistema.

• Required Position: Posición Requerida.

• Recuadro superior: Use approved Nav DB supplier / Keep Nav DB updated (Utilice un proveedor de NAV DB aprobado / Mantenga la NAV DB actualizada) (rightarrow ) PDE = 0.

• Recuadro medio: Minimise: using the most accurate NAVAID / Protect: using system monitoring (Minimizar: utilizando la radioayuda más precisa / Proteger: utilizando la supervisión del sistema) rightarrow ) NSE.

• Recuadro inferior: Monitor and intervene if required using deviation indicator and flight director (Supervisar e intervenir si es necesario utilizando el indicador de desviación y el director de vuelo) ( rightarrow $) FTE.

Figura 13.8 El TSE se gestiona mediante una combinación de buenos procedimientos, buen equipo de navegación y acciones eficaces de la tripulación de vuelo.

Figure 13.8 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido ilustra los componentes del Error Total del Sistema en la navegación aérea, desglosando la desviación total en errores de base de datos, errores de navegación y errores de vuelo, vinculando cada nivel con acciones preventivas y de monitoreo específicas para mantener la posición requerida de la aeronave. Se infiere que la precisión del sistema depende de una jerarquía de controles donde la actualización de datos, la selección de radioayudas precisas y la intervención activa del piloto reducen la desviación acumulada, concluyendo que el error total es la suma de múltiples factores técnicos y operativos.

13.3.3 Precision (Accuracy)

La precisión de navegación de la aeronave está regulada por probabilidades estadísticas mínimas para un porcentaje del tiempo de vuelo. Se define mediante un límite de precisión (accuracy limit) y un límite de contención (containment limit).

- Límite de Precisión (Accuracy Limit): La aeronave debe permanecer dentro del límite de precisión lateral y longitudinal definido durante el 95% del tiempo de vuelo. El TSE máximo para el límite de precisión debe ser igual o menor que 1 times RNP .

- Límite de Contención (Containment Limit): El TSE máximo para el limite de contención debe ser igual o menor que 2 times RNP .

El diagrama de abajo muestra los límites de precisión y de contención dentro de un sistema RNP.

(Texto dentro del diagrama)

• Desired Flight Path: Trajectoria de vuelo deseada.

• Accuracy Limit: Límite de Precisión conduce a RNP 'X' (RNP 1 equals 1 NM).

• Containment Limit: Límite de Contención flecha derecha RNP 'X' veces 2 (RNP 1 igual a 2 NM).

Figure 13.9 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido ilustra la relación entre la trayectoria de vuelo deseada de una aeronave y los márgenes de tolerancia operacional, definiendo específicamente los límites de precisión y los límites de contención basados en el concepto de Navegación Basada en el Rendimiento. Se puede inferir que el límite de precisión es más estrecho que el límite de contención, estableciendo una zona de seguridad donde la aeronave debe mantenerse normalmente, mientras que el límite de contención actúa como una barrera externa más amplia para garantizar que la aeronave no se desvíe peligrosamente de su ruta.

13.3.4 Integridad (Integrity)

La probabilidad de transgredir el límite de contención (dos veces R N P) sin que el sistema alerte a la tripulación debe ser menor que el requisito de integradad de diez a la menos cinco.

Esto significa que existe una probabilidad de 0.99999 (99.999%) de que la posición real de la aeronave se encuentre dentro de un área delimitada por 2 times el valor RNP establecido, durante el 95% del tiempo de vuelo. Cualquier excursión fuera de esta área activa una alerta para la tripulación de vuelo.

13.3.5 Continuidad (Continuity)

El concepto PBN se basa en que el sistema proporcione precisión e integridad continuas, cumpliendo con los límites de probabilidad estadística. La probabilidad de perder la capacidad RNP y la capacidad de alerta debe ser menor que diez a la menos cuatro.

Esto significa que existe una probabilidad de 0.9999 (99.99%) de que la aeronave mantenga continuamente su capacidad RNP, incluida su capacidad de alerta.

13.3.6 Disponibilidad (Availability)

La disponibilidad no está definida de forma precisa, sino que debe entenderse en su significado de sentido común.

PBN requiere un rendimiento del sistema que asegure operaciones de vuelo confiables, repetibles y predecibles con el mínimo grado de variabilidad.

Para lograr esto, la redundancia se integra en los procedimientos. Por ejemplo, mediante el uso de una combinación de ayudas a la navegación en caso de que falle un sistema.

Del mismo modo, los sistemas de navegación a bordo están, al menos, duplicados.

Finalmente, las buenas prácticas de mantenimiento son esenciales para minimizar el riesgo de falla de los sistemas terrestres y de los sistemas a bordo.

13.3.7 Sistemas de Supervisión y Alerta (RNP)

... la supervisión y alerta del rendimiento de los errores técnicos de vuelo se gestiona mediante una combinación de sistemas técnicos y procedimientos de la tripulación, y es un requisito del equipo a bordo para RNP.

Table summary: El texto describe cómo los sistemas RNP supervisan los errores de navegación y vuelo mediante estimaciones estadísticas, comparando el error de posición probable con los márgenes permitidos para activar alertas, destacando que mientras los errores técnicos son monitoreables, los errores de definición de trayectoria dependen exclusivamente de la supervisión de la tripulación.

Por lo tanto, a través de datos empíricos (pruebas de vuelo y de simulador) y mediante análisis estadísticos, los fabricantes pueden producir un modelo estadístico que, al aplicarse a las condiciones actuales en vuelo, proporciona un error de posición estimado (EPE), también conocido como una posición estimada de incertidumbre (EPU - Estimated Position of Uncertainty). En términos prácticos, esto se modelo a menudo como un círculo centrado en la posición deseada. El radio del círculo equivale al 95% de probabilidad de contener la posición real (a veces llamado R95).

Los puntos clave más importantes para recordar son:

- El sistema de navegación utiliza datos empíricos y modelos estadísticos para estimar su nivel de error actual con un determinado nivel de probabilidad.

- El sistema de navegación alerta al usuario si el error de posición estimado es igual o supera el nivel de error permitido por la aplicación de navegación.

Las regulaciones exigen que:

"Cada sistema de navegación que opere en espacio aéreo RNP deberá poner a disposición una estimación continua de la incertidumbre de su posición horizontal bajo las condiciones de vuelo predominantes. Las condiciones predominantes incluyen la condición del equipo a bordo de la aeronave, el equipo de la aeronave en uso y las señales externas en uso".

En la práctica, esto significa que los sistemas proporcionan a la tripulación una indicación de la integridad del sistema o del rendimiento de navegación real (ANP - Actual Navigation Performance).

Sistemas de Supervisión y Alerta de Rendimiento para Aeronaves Ligeras

Los sistemas simples de aeronaves ligeras supervisan continuamente el rendimiento de navegación del sistema, utilizando SBAS, y lo comunican en comparación con el rendimiento requerido para la fase de vuelo. Si el ANP es igual o menor que el RNP, entonces se ilumina el aviso INTEG (Integridad).

Figure 13.10 summary: Esta imagen es una captura de pantalla de una interfaz de aviónica digital. El contenido muestra una pantalla de navegación con un mapa de trayectoria de vuelo que incluye puntos de referencia, rutas de aproximación y frecuencias de comunicación y navegación configuradas en el panel lateral. Se infiere que el sistema está operando en un modo de navegación activa, coordinando la posición de la aeronave respecto a la pista de aterrizaje y manteniendo la comunicación con el control aéreo mediante las frecuencias seleccionadas.

Figure 13.11 summary: Esta imagen es una captura de pantalla de una interfaz de aviónica. El contenido muestra una pantalla de navegación con un mensaje de alerta superpuesto que indica que la aproximación ha sido degradada y recomienda el uso de los mínimos de navegación lateral. Se puede inferir que el sistema ha detectado una pérdida de precisión o una falla en la categoría de aproximación original, obligando al piloto a adoptar procedimientos de seguridad más conservadores para completar el aterrizaje.

Supervisión y Alerta de Rendimiento Sofisticadas

En las series GTN750, la única forma de ver directamente el valor ANP (conocido como EPU) es accediendo a la página de estado del GPS.

Si, en vuelo, el EPU se vuelve mayor que el valor RNP requerido, aparece un aviso 'MSG' (Mensaje) en la pantalla de la unidad, el cual muestra, por ejemplo, el mensaje: ABORT APPROACH (Abortar Aproximación).

Los sistemas Helionix alertan al piloto con un aviso 'LOI' (Pérdida de Integridad). Si está volando una aproximación acoplada (con piloto automático), el sistema también activa una advertencia acústica de 'autopilot decouple' (desacoplamiento del piloto automático). Nuevamente, este sistema no muestra el valor real del ANP en la ND ni en la PFD.

Los sistemas configuran automáticamente los límites de rendimiento de navegación como:

• En ruta (En-route): 2 NM

• Terminal: 1 NM

• Aproximación (Approach): 0.3 NM

Las pantallas muestran 'ENR', 'APP' o 'TERM' para indicar qué valor de rendimiento de navegación se está utilizando.

Durante una aproximación RNAV, el sistema Helionix muestra 'LNAV' o 'LP' en verde, aproximadamente 60 segundos antes del FAF. Debe confirmar que el aviso esté en verde. Si no lo está, entonces el sistema le está indicando que su ANP no cumple con el estándar mínimo. Debe realizar una aproximación frustrada (go-around) o utilizar mínimos de aproximación más altos.

En el Bell 429, el valor real del ANP se muestra en el sistema GPS pero no en la PFD. Le notifica el modo actual del FMS y muestra un mensaje de advertencia en la PFD si el rendimiento de navegación real se degrada por debajo del valor requerido.

Alerta (Alerting)

Si el rendimiento de navegación real se degrada hasta el punto en que es igual o menor que el valor RNP, la PFD muestra un mensaje de alerta.

(Texto explicativo junto a la primera PFD)

• FMS approach: Aproximación FMS. Coloreado en verde para indicar que el ANP satisface el RNP.

(Texto debajo de la primera PFD)

Figura 13.12 PFD del Bell 429 en modo de aproximación FMS. "APR" en verde significa que el sistema está satisfaciendo el requisito ANP.

Figure 13.12 summary: Esta imagen es una captura de pantalla de un instrumento de vuelo digital, específicamente un Primary Flight Display. El contenido muestra diversos indicadores críticos para la navegación aérea, incluyendo un horizonte artificial central, un velocímetro a la izquierda, un altímetro a la derecha y datos textuales sobre la temperatura, la hora y el estado del sistema de gestión de vuelo. Se puede inferir que la aeronave se encuentra en una fase de aproximación controlada, ya que el indicador de aproximación está activo y el sistema confirma que la precisión de navegación cumple con los requisitos establecidos para el procedimiento.

(Texto explicativo junto a la segunda PFD)

• FMS approach: Aproximación FMS. Advertencia que indica que el ANP no satisface el RNP.

(Texto debajo de la segunda PFD)

Figure 13.13 summary: Esta imagen es una captura de pantalla de un instrumento de vuelo digital. El contenido muestra diversos indicadores de navegación y estado del avión, destacando una alerta visual en la parte superior izquierda relacionada con el sistema de gestión de vuelo. Se infiere que el avión se encuentra en una situación de advertencia, ya que el indicador señala que la precisión de la navegación actual es insuficiente para cumplir con los requisitos de navegación requeridos para continuar con la maniobra de aproximación.

13.3.8 Tiempo de Alerta (Time to Alert)

Cuando la tripulación necesita ser alertada sobre una degradación en el rendimiento, es importante que se les avise con la suficiente rapidez como para tomar medidas al respecto y mantener la seguridad. Por consiguiente, las especificaciones de navegación PBN definien el retraso máximo permitido entre el momento en que el sistema detecta un problema de rendimiento y la activación de una alerta. Esto se conoce como el tiempo de alerta (TTA - Time To Alert), cuya definición de la OACI es:

Tiempo de alerta (TTA): El tiempo máximo permitido que transcurre desde el inicio de un pérdida de tolerancia del sistema de navegación hasta que el equipo enuncia la alerta. El requisito de rendimiento del TTA varía según el espacio aéreo o el procedimiento de aproximación que se esté volando:

• Áreas en ruta y terminales (En-route and Terminal Areas): 15 segundos

• LNAV y LNAV/VNAV: 10 segundos

- LPV: 6.2 segundos

Cuando se está fuera de un área de cobertura SBAS, el TTA para una alerta de integradad RAIM en un receptor GNSS habilitado con RAIM/FDE es de ocho segundos.

Sección 4: Datos de Navegación

13.4.1 Datos Brutos y Datos Calculados (Raw Data and Computed Data)

Antes de analizar especificamente los datos de navegación, debemos comprender la diferencia entre los datos brutos (raw data) y los datos calculados (computed data).

Datos Brutos (Raw Data)

Los datos brutos (primarios) son datos de origen que no han sido sometidos a procesamiento ni a ninguna otra manipulación.

En un contexto de navegación, esto podría ser una señal transmitida desde un VOR o DME, la cual es captada por los receptores de la aeronave y mostrada como una distancia y un rumbo (range and bearing).

Por ejemplo, un receptor VOR capta una señal de un transmisor VOR VHF que le indica a la tripulación que se encuentra en el radial R-150 ( 150 superscript _{circ} $) M desde el VOR), pero no a qué distancia se encuentra a lo largo de ese radial. Al mismo tiempo, el transceptor DME procesa las señales de una estación terrestre DME UHF para establecer que la distancia desde la estación es de 60 NM.

La tripulación de vuelo utiliza estos elementos de datos brutos para calcular y trazar una fijación de posición (position fix) en una carta o para fijar mentalmente una posición.

Datos Calculados (Computed Data)

Los datos brutos se pueden procesar para producir una solución de datos calculados.

Por ejemplo, los sensores GNSS, VOR y DME proporcionan entradas a la computadora de gestión de vuelo (FMC). Además, la FMC recibe datos de posición y velocidad desde el IRS. Luego, la FMC calcula una posición mixta (mix position) para la aeronave basándose en su evaluación de la información más confiable recibida.

Los datos calculados se procesan habitualmente de forma más precisa y rápida que una solución armada mentalmente.

13.4.2 La Necesidad de una Base de Datos de Navegación

Todo lo que hemos descrito hasta ahora: rutas RNAV ATS, SIDs y STARs, datos de pistas, la posición y función de las radioayudas, las posiciones de los puntos de recorrido (waypoints) y las trayectorias de aproximación RNAV 2D o 3D, tiene que codificarse en un formato legible por máquina para que el sistema RNAV o RNP pueda acceder a los datos, interpretarlos y replicar las trayectorias en el sistema de gestión de vuelo y en las pantallas de la cabina de mando. Los datos deben codificarse en un formato altamente estandarizado para que cualquier sistema pueda utilizarlos. Por encima de todo, el proceso de recopilación de información y codificación debe ser muy robusto y muy preciso. Además, los datos deben incluir todo el detalle necesario para navegar con precisión en 3D. Estos tres requisitos clave se resumen de la siguiente manera:

• Precisión (Accuracy): Los datos deben reflejar fielmente los hechos reales.

• Resolución (Resolution): Los datos deben desglosarse hasta el nivel de detalle requerido para una especificación de navegación en particular.

• Integridad (Integrity): Deben existir procesos robustos para garantizar que se mantengan la precisión y la resolución.

Las especificaciones de navegación exigen que los operadores obtengan sus datos únicamente de proveedores de datos certificados y que establezcan medidas para garantizar que los datos que utilizan estén siempre actualizados.

Esta sección describe los tipos de datos, cómo se codifican y cómo los datos se actualizan y se suministran a los operadores.

13.4.3 Estándares ARINC

Aeronautical Radio Incorporated (ARINC) es un importante proveedor de soluciones de comunicaciones de transporte e ingeniería de sistemas para diversas industrias, incluido el sector de la aviación.

ARINC es una empresa privada, pero proporciona el estándar global de facto para los datos de aviación, establecido en una Lista de Documentos de Estándares. Aquí se presentan tres especificaciones ARINC que son particularmente relevantes para la aviación:

- ARINC 419 to 3: Compendio del Sistema de Datos Digitales (Digital Data System Compendium).

• ARINC 424 to 21: Base de Datos del Sistema de Navegación (Navigation System Database).

• ARINC 428: Consideraciones para el Diseño de Redes de Aviónica (Considerations for Avionics Network Design).

ARINC 424

-21 (julio de 2016) es la práctica recomendada actual de la industria de la aviación para la preparación y transmisión de datos destinados al ensamblaje de bases de datos de navegación de aeronaves.

Las especificaciones ARINC 424 no son bases de datos en sí mismas; son especificaciones que detallan cómo deben formatearse dichas bases de datos. En las aeronaves modernas, los datos de navegación que cumplen con la norma ARINC 424 se almacenan en la base de datos de navegación (NAV DB).

ARINC 424 especifica un formato de registro de longitud fija de 132 bytes, donde cada registro comprende una única pieza de información de navegación.

Los registros ARINC 424 se dividen en cuatro grupos generales:

• Registros de fijaciones (Fix records).

• Registros de rutas simples (Simple route records).

• Registros de rutas complejas (Complex route records).

• Registros misceláneos (Miscellaneous records).

Columna Derecha

Estos pueden referirse a:

• Elementos físicos, por ejemplo, un aeropuerto o helipuerto, una pista, una calle de rodaje o una radioayuda (VOR/DME/NDB, etc.).

- Conjuntos de coordenadas de latitud y longitud que definen puntos de recorrido (waypoints) y rutas ATS.

• Procedimientos, tales como Rutas de Llegada Instrumental Estándar (STARs), Salidas Instrumentales Estándar (SIDs) o Procedimientos de Aproximación Instrumental (IAPs).

ARINC 424 también específica los tipos de tramos con terminación de trayectoria (path terminator leg types), los cuales describen con precisión las trayectorias verticales y horizontales sobre el terreno para procedimientos de vuelo específicos. Describe 23 tipos de tramos (leg types) diferentes utilizando:

- Una trayectoria (A path): La cual describe cómo llega la aeronave hasta el terminador; por ejemplo, volando un rumbo directo, una derrota (track) o un curso.

- Un terminador (A terminator): El cual es el evento o condición que hace que la computadora de navegación cambie al siguiente tramo (leg).

(Texto dentro del diagrama)

Terminator: Terminador.

• Path: Trayectoria.

(Texto de abajo)

Terminator

Los terminadores de trayectoria definien un tipo específico de finalización de la trayectoria de vuelo anterior. Por ejemplo, un procedimiento de salida o de aproximación frustrada instruye a la tripulación a volar el rumbo de la pista hasta 2000 pies y luego directo a una fijación. La trayectoria (path) es el rumbo de la pista; el terminador (terminator) son los 2000 pies. El siguiente tramo se secuencia entonces automáticamente.

Una serie de tipos de tramos codificados en una base de datos de navegación se unen para formar una ruta.

Los terminadores de trayectoria ARINC 424 establecen los estándares para codificar las SIDs, STARs y procedimientos de aproximación instrumental (IAPs) desde la documentación fuente oficial publicada por el gobierno hacia el formato de la base de datos de navegación ARINC. No necesita un conocimiento profundo de los campos de datos contenidos en los registros ARINC 424, pero debe conocer los tipos de registros contenidos en la NAV DB y su contenido general. En el Apéndice 1 de este capítulo se incluye una descripción de los tipos de tramos ARINC 424. Algunos de los más comunes son:

IF: Fijación Inicial (Initial Fix).

TF: Derrota hacia una Fijación (Track to a Fix).

• CF: Curso hacia una Fijación (Course to a Fix).

• DF: Directo hacia una Fijación (Directo to a Fix).

• FA: Fijación hacia una Altitud (Fix to an Altitude).

• CA: Curso hacia una Altitud (Course to an Altitude).

13.4.4 Trayectorias de Radio Fijo (FRP - Fixed Radius Paths)

Además de los tipos de tramos rectos, ARINC 424 también especifica tramos con trayectorias curvas. Esto toma dos formas:

• El tramo de Radio hacia una Fijación (RF - Radius to Fix).

• La Transición de Radio Fijo (FRT - Fixed Radius Transition).

Los límites del ángulo de alabeo (bank angle) para los diferentes tipos de aeronaves y los vientos en altitud previstos se tienen en cuenta en el diseño del procedimiento.

Figure 13.14 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido muestra la representación de un tramo de navegación aérea, específicamente una trayectoria que conecta un punto de inicio con un punto final denominado terminador, unidos por una línea que representa la ruta. Se puede inferir que el esquema ilustra el concepto de una Trayectoria a una Fijación según el estándar ARINC, donde el segmento de vuelo concluye precisamente al alcanzar un punto de recorrido predefinido.

Tramo de Radio hacia una Fijación (RF - Radius to Fix Leg)

El tramo de Radio hacia una Fijación (RF) se utiliza cuando existe el requisito de una trayectoria curva en un procedimiento terminal o de aproximación. La trayectoria se define por su radio y longitud de arco, centrados en una fijación.

(Texto dentro del diagrama)

RF Leg: Tramo RF.

• Arc Centre: Centro del Arco.

• Previous Segment: Segmento Anterior.

• Next Segment: Segmento Siguiente.

Los límites del ángulo de alabeo para los diferentes tipos de aeronaves y los vientos en altitud previstos se tienen en cuenta en el diseño del procedimiento.

Debe cumplir con la restricción de velocidad publicada y seguir el guiado del FD (director de vuelo); de lo contrario, su aeronave no logrará el radio de viraje correcto y se desviará de la trayectoria requerida.

Los sistemas RNP pueden volar estos arcos con tanta precisión como cualquier segmento en línea recta. El guiado del director de vuelo y las restricciones de velocidad asociadas con el procedimiento RF se supervisan constantemente. Cualquier desviación, o tendencia hacia una desviación, debe corregirse de inmediato. No actuar puede dar como resultado que la aeronave exceda los límites del procedimiento, lo que generaría una condición de vuelo insegura. Esto es particularmente crítico en espacios aéreos de alta densidad.

Figure 13.15 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido ilustra la trayectoria de vuelo de un dron a lo largo de un tramo denominado RF Leg, el cual sigue una trayectoria curva definida por un radio que parte desde un centro de arco hacia el vehículo. El diagrama muestra la transición desde un segmento previo hacia el siguiente segmento de la ruta. Se puede inferir que para completar correctamente este tramo circular, el dron debe mantener una velocidad constante y prevista, asegurando que el desplazamiento siga la curvatura geométrica establecida entre los puntos de control.

Transición de Radio Fijo (FRT - Fixed Radius Transition)

La Transición de Radio Fijo (FRT) se utiliza en procedimientos en ruta. Estos virajes tienen dos radios posibles:

• 22.5 NM para rutas de alta altitud (por encima de FL195 en Europa).

• 15 NM para rutas de baja altitud.

El uso de tales elementos de trayectoria en una ruta RNAV mejora el aprovechamiento del espacio aéreo porque permite que las rutas estén más próximas entre sí. Sin embargo, esto significa que el ángulo entre los tramos (/legs) en una ruta de alta altitud tiene que ser menos agudo.

(Texto dentro del diagrama)

• Arc Centre: Centro del Arco.

• mayor que FL195: r equals 22.5 millas náuticas

• menor que nivel de vuelo ciento noventa y cinco: r igual a quince millas náuticas

Figure 13.16 summary: Esta imagen es un diagrama esquemático. El contenido ilustra la trayectoria de viraje de una aeronave, mostrando la relación entre el centro del arco y el radio de giro en función de la altitud de vuelo. Se infiere que a altitudes más elevadas, donde el aire es menos denso, el rendimiento de viraje disminuye, lo que requiere un radio de giro más amplio en comparación con las altitudes menores.

Tipos de Puntos de Recorrido (Waypoint Types)

Los puntos de recorrido (waypoints) se definen mediante una posición referenciada al sistema WGS-84 y se identifican con un nombre de cinco letras. Como vimos en el capítulo anterior sobre los principios de la RNAV, existen dos tipos de puntos de recorrido:

• Fly-over (De sobrevuelo obligatorio).

• Fly-by (De anticipación de viraje).

El FMS conoce el tipo de punto de recorrido al que se está aproximando y ajusta su aproximación en consecuencia.

13.4.5 Datos No Almacenados en la NAV DB

Algunos tipos de datos no se almacenan en la NAV DB. Estos incluyen los puntos de recorrido creados manualmente y las rutas de la compañía (Company Routes).

Lo más significativo es que el bloque de datos para el Segmento de Aproximación Final (FAS DB de una aproximación GLS no se almacena en la NAV DB. En su lugar, es transmitido por el sistema GBAS terrestre y se somete a un tipo especial de verificación de integridad (una verificación de redundancia cíclica o CRC) antes de ser utilizado.

El FAS DB de una aproximación GLS es el único dato de trayectoria de navegación que no se almacena a bordo de la aeronave.

13.4.6 El Ciclo AIRAC

Uno de los requisitos más importantes de la navegación de área es que los datos utilizados estén actualizados. De hecho, cada especificación de navegación PBN requiere que la NAV DB esté al día.

Los cambios operativamente significativos se revisan en un ciclo fijo conocido como el ciclo AIRAC (Reglamentación y Control de Información Aeronáutica). Esto ocurre cada 28 días para un ciclo AIRAC único, y cada 56 días para un ciclo AIRAC doble. Los cambios se publican con suficiente antelación para que los usuarios de datos aeronáuticos puedan actualizar sus bases de datos.

A menos que se especifique lo contrario en los manuales de operaciones, o esté cubierto por un medio aceptable de cumplimiento (AMC), debe utilizar la base de datos de navegación actualizada. En una CDU de FMS, la base de datos activa se muestra en la página IDENT. En un sistema FMS típico, como el Primus Epic de Honeywell, las fechas activas se muestran en la MCDU en la página NAV IDENT. En este ejemplo, la base de datos activa es válida desde el 20 de noviembre de 2021 hasta el 17 de diciembre de 2021. Las fechas de inicio y finalización forman parte del período de 28 días.

(Texto dentro de la pantalla de la MCDU)

• NAV IDENT 1/1: Identificación de Navegación.

• ACTIVE NDB: Base de datos de navegación activa (20NOV - 17DEC21).

NON-ACTIVE NDB: Base de datos de navegación no activa (18DEC - 14JAN/22).

• NDB V4.05: Versión de la base de datos.

(Texto de abajo)

Figura 13.17 El número de versión de la base de datos de navegación del FMS y el período de validez se muestran en la página NAV IDENT.

Figure 13.17 summary: Esta imagen es una captura de pantalla de una interfaz de datos técnicos. El contenido muestra información de identificación de navegación, incluyendo fechas de registro, horarios universales coordinados, estados de actividad de radiobalizas no direccionales y versiones de software. Se puede inferir que el sistema registra periodos específicos de operatividad y periodos de inactividad, permitiendo concluir que el equipo ha pasado por diversas fases de funcionamiento y mantenimiento a lo largo del tiempo.

Sección 5: RNP Avanzado (Advanced RNP)

13.5.1 RNP Avanzado (A-RNP)

El RNP Avanzado es una especificación de navegación global que abarca todas las fases del vuelo para maximizar el beneficio y minimizar el costo para los operadores al obtener la aprobación operacional. El A-RNP incorpora las siguientes especificaciones de navegación:

• RNAV 5

• RNAV2

• RNAV1

• RNP 2

• RNP1

• RNP APCH

Un beneficio principal que proporciona el A-RNP es su potencial para aumentar la eficiencia del vuelo y la eficiencia general del sistema ATM.

El aumento de la eficiencia del vuelo se deriva de la mayor flexibilidad de poder colocar rutas ATS, SIDs y STARs en el lugar más conveniente. El rendimiento de viraje predecible en A-RNP hace posible colocar rutas donde no necesariamente se pueden colocar utilizando RNAV 1 o RNAV 5. Esto tiene una serie de beneficios:

• El sistema ATM se beneficia porque las rutas se colocan de manera óptima.

- Se mejora la eficiencia porque las rutas se ubican donde mejor se adaptan al rendimiento de la aeronave.

• Se reducen las huellas acústicas (impacto del ruido).

• Se puede lograr un espaciamiento más estrecho entre las rutas.

De particular interés para los planificadores del espacio aéreo es el espaciamiento de rutas más estrecho que permite el A-RNP, ya que esto permite concentrar más rutas en espacios aéreos restringidos.

Esta tabla compara el espaciamiento de rutas de A-RNP con P-RNAV y B-RNAV.

Table 13.1 summary: La tabla detalla los requerimientos de espaciamiento para rutas de navegación RNAV y RNP, evidenciando que las especificaciones de B-RNAV demandan una separación significativamente mayor en comparación con P-RNAV y A-RNP, especialmente en rutas paralelas y segmentos de viraje. Se observa que a medida que aumenta la precisión del sistema de navegación, los márgenes de separación se reducen, siendo A-RNP el estándar que permite la mayor proximidad entre rutas.

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Sección 6: Apéndice 1: ARINC 424

13.6.1 Abreviaturas de Trayectorias y Terminadores

Esta tabla contiene las abreviaturas actuales de trayectorias y terminadores de ARINC 424. Una abreviatura de tipo de tramo de trayectoria y terminador (path and terminator leg type) consta de dos letras. Las trayectorias (paths) se definien en la columna izquierda de la tabla; los terminadores (terminators) a la derecha.

Las tablas anteriores son vitales para entender cómo se combinan las letras para formar los tramos (por ejemplo: Track to a Fix = TF, o Veading to an Altitude = VA).

Table 13.2 summary: Esta tabla presenta una relación de abreviaturas utilizadas para identificar diferentes tipos de trayectorias de vuelo y criterios de terminación. Se detallan las letras asignadas a diversas maniobras de navegación, como arcos, cursos y patrones de espera, así como los códigos correspondientes a los factores que finalizan dichos tramos, incluyendo altitudes, distancias y acciones manuales.

raw data

En aviación, el término raw data (en español: datos brutos o datos primarios) se refiere a la información técnica de navegación que se recibe e indica de forma directa desde los sensores o radioayudas terrestres, sin haber sido procesada, filtrada o combinada por la computadora de gestión de vuelo (FMC/FMS).

Como se explicaba en las páginas anteriores que tradujimos, es el método tradicional de navegación instrumental.

Ejemplos comunes de Raw Data

• VOR: La indicación directa de un radial magnético en el instrumento (CDI o RMI) que proviene de una estación en tierra.

- DME: La distancia en millas náuticas (NM) medida por el conteo de tiempo de respuesta de la señal de radio pura.

- ILS (Localizador y Glideslope): La desviación física de las agujas basada estrictamente en la diferencia de modulación de las frecuencias de radio recibidas en la aproximación.

Diferencia clave: Raw Data vs. Computed Data (Datos Calculados)

- Raw Data (Tú haces el cálculo): El avión recibe un radial del VOR "A" y una distancia del DME "B". El piloto debe mirar ambos datos puros y cruzarlos mentalmente o en una carta de papel para saber dónde está.

• Computed Data (El FMS hace el cálculo): El FMS toma esos mismos datos del VOR/DME, los combina con la señal de los satélites (GNSS) y el sistema inercial (IRS), calcula matemáticamente la posición más exacta y dibuja un símbolo de avión perfecto sobre un mapa digital móvil (ND).

¿Cuándo se utiliza "Raw Data" en los aviones modernos?

Aunque las cabinas modernas funcionan casi al 100% con Computed Data (rutas RNAV/RNP), los pilotos siguen utilizando y monitoreando el Raw Data en los siguientes escenarios:

1. Verificación cruzada (Cross-check): Para confirmar que el mapa digital del FMS no tiene un error de posición (un peligroso mapa desplazado o map shift).

2. Respaldo por falla (Backup): Si el FMS o los sistemas GPS fallan, los pilotos degradan su navegación y vuelan "extrayendo los radiales y distancias puras" de las estaciones en tierra.

3. Aproximaciones de Precisión Clásicas: Las aproximaciones ILS Categoría 1, II y III se siguen volando monitoreando las señales de radio puras del localizador y la senda de planeo para garantizar la máxima precisión en condiciones de visibilidad cero.

En aviación, el término computed data (en español: datos calculados o datos procesados) se refiere a la información de navegación que genera la computadora de gestión de vuelo (FMC/FMS) tras filtrar, combinar y promener matemáticamente las señales de múltiples sensores a bordo.

A diferencia del raw data (datos puros de una sola antena), el computed data ofrece una solución de posición única, continua y mucho más precisa.

¿Cómo genera el FMS los "Computed Data"?

La computadora de a bordo no confía ciegamente en un solo instrumento. Para calcular la posición de la aeronave, realiza un proceso de integración (a menudo llamado fusión de sensores o Filtro de Kalman) utilizando:

• Fuentes satelitales (GNSS): GPS o Galileo proporcionan la base de alta precisión espacial.

• Fuentes autónomas (IRS/INS): Los giroscopios inerciales aportan aceleraciones y rumbos exactos sin depender de señales externas.

• Radioayudas terrestres (DME/DME o VOR/DME): El FMS interroga automáticamente múltiples estaciones en tierra para triangular la posición como respaldo.

- Datos de aire (ADC): Aportan la altitud barométrica, la velocidad verdadera (TAS) y la temperatura.

El resultado de este cruce de datos es la FMS Position (Posición FMS), que se proyecta de forma visual en la pantalla de navegación (ND) como un mapa en movimiento.

Ventajas de los Datos Calculados frente a los Datos Brutos

- Menor carga de trabajo: El piloto ya no tiene que sintonizar radiales ni cruzar distancias mentalmente; el sistema calcula el rumbo directo y el tiempo estimado de llegada (ETA) de forma automática.

- Mayor estabilidad: Si una señal de VOR sufre interferencias (scalloping o rebotes), el FMS la descarta o la compensa con los giroscopios inerciales (IRS), evitando que las agujas de cabina oscilen.

- Permite la navegación PBN (RNAV/RNP): Al calcular una posición tan precisa en coordenadas geodésicas (WGS-84), el avión puede volar rutas directas entre puntos de recorrido (waypoints) virtuales sin necesidad de sobrevolar antenas físicas en tierra.

El Indicador Clave: ANP (Actual Navigation Performance)

Como el computed data se basa en probabilidades estadísticas (tal como leímos en los textos traducidos), el FMS calcula constantemente el ANP (Rendimiento de Navegación Real). Este valor, medido en millas náuticas, le dice al piloto el radio máximo de incertidumbre del cálculo actual. Si el ANP supera al RNP requerido por el espacio aéreo, el sistema activa de inmediato una alerta en cabina.

13.6.2 Tipos de Tramos de Trayectoria y Terminador (Path and Terminator Leg Types)

Si está estudiando para el plan de estudios del ATPL de la EASA, se le requiere conocer las siguientes seis trayectorias y terminadores:

IF: Fijación Inicial (Initial Fix)

TF: Derrota hacia una Fijación (Track to a Fix)

• CF: Curso hacia una Fijación (Course to a Fix)

• DF: Directo hacia una Fijación (Directo to a Fix)

• FA: Fijación hacia una Altitud (Fix to an Altitude)

CA: Curso hacia una Altitud (Course to an Altitude)

Fijación Inicial (IF - Initial Fix)

El tramo IF define un punto en el espacio. Solo se requiere para definir el punto de inicio de una ruta o procedimiento.

(Texto junto al diagrama)

- . IF

(Texto de abajo)

Figura 13.18 Fijación Inicial (Initial Fix).

Columna Derecha

Derrota hacia una Fijación (TF - Track to a Fix)

Un tipo de tramo TF describe una derrota de círculo máximo (great circle track) entre dos fijaciones conocidas de la base de datos, y es el tipo preferido para tramos rectos.

(Texto dentro del diagrama)

• Path: Trayectoria.

• Terminator: Terminador.

(Texto de abajo)

Figura 13.19 Derrota hacia una Fijación (Track to a Fix).

Figure 13.19 summary: Esta figura es un diagrama esquemático. El contenido muestra dos representaciones de trayectorias lineales; la primera conecta dos puntos marcados con estrellas, identificando el camino y el terminador, mientras que la segunda muestra un tramo denominado pierna de curso constante con una indicación de rumbo. Se infiere que la imagen ilustra conceptos básicos de navegación, comparando una ruta definida entre dos puntos específicos frente a un segmento de vuelo basado en un rumbo constante hacia un objetivo.

Curso hacia una Fijación (CF - Course to a Fix)

Terminator

Un tipo de tramo CF describe un curso específico hacia una fijación conocida de la base de datos.

- CF Leg: Tramo CF.

Los tipos de tramos TF son preferibles sobre los tipos de tramos CF para evitar problemas con los cambios en la variación magnética, particularmente en rutas más largas.

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